Spesso quando si pensa al cervello si attribuisce la sua incredibile complessità al vasto numero di neuroni e alle connessioni tra loro. Diamo un po’ di numeri. Il cervello umano possiede circa 86 miliardi di neuroni, molti meno di quelli dell’elefante africano (257 miliardi).

La corteccia cerebrale umana, quella che ci rende più “unici” nelle funzioni cognitive superiori (in questo qualche etologo avrebbe da ridire), è sì tra le più sviluppate, ma rimane in seconda posizione come numero di neuroni, avendone circa 18 miliardi contro i 37 miliardi della balena Globicephala melas. Un fatto che non tutti sanno (neanche chi studia il cervello) è che, al contrario di quanto si pensasse fino a qualche tempo fa, il numero di neuroni e di cellule gliali è più o meno lo stesso nel cervello (86 e 84 miliardi, rispettivamente). È comunque vero che le cellule gliali sono circa tre volte più numerose dei neuroni nella corteccia cerebrale.

Vi siete fatti un’idea di quante siano le cellule nel nostro cervello, immagino. Ora pensate che avete anche tantissimi milioni di altre cellule nel vostro corpo: muscolari, connettivali, epiteliali. In totale un corpo umano adulto contiene circa 1013 cellule.

Tante, vero?

Si dà il caso che il vostro stesso corpo sia abitato da almeno altrettanti microrganismi: sto parlando del microbiota. Dico almeno perché sul numero le stime non sono ancora concordi, quasi sicuramente sono di più: qualcuno dice che siano anche il triplo delle nostre cellule. La parte interessante è che ogni distretto corporeo ha le proprie peculiari specie. Cute, sistema riproduttivo, tratto digerente (prevalentemente da batteri anaerobi) e anche il sistema nervoso! All’interno di ogni apparato, poi ci sono segmenti specifici con una colonizzazione specifica. Il sangue, invece, è un tessuto fisiologicamente asettico, non colonizzato. Non considerare tali cellule durante la ricerca o in un contesto clinico mi sembra abbastanza negligente, non credete?

Prendiamo, ad esempio, il tratto digerente. Si sente spesso dire che esso abbia un “secondo cervello”. Per quanto terminologicamente erronea, questa definizione non è completamente sbagliata. Il sistema nervoso enterico è ricco di neuroni dalle varie funzioni, motorie e secernenti. Esso comunica ovviamente con il microbiota intestinale, ricevendo e dando feedback. Questi microrganismi comunicano anche con il sistema immunitario: essendo cellule non-self (non riconosciute come “nostre”) devono trovare un modo per sopravvivere pacificamente come simbionti, per cui rilasciano vari mediatori chimici che possono anche influenzare vari distretti corporei.

Sebbene diversi siti corporei alberghino diverse specie microbiche (batteriche, virali, fungine, di Archea e protisti), gli effetti che esse hanno sul nostro corpo spesso si sovrappongono. Così come la specie umana è co-evoluta con il proprio microbiota, allo stesso modo ogni persona cresce insieme ai propri microrganismi, che mutano per organizzazione. Il parto è un momento chiave. I soggetti nati da parto cesareo mostrano un microbiota alterato rispetto alle controparti nate da parto vaginale: mentre gli ultimi ne hanno uno che ricorda quello vaginale materno (Lactobacillus, Prevotella o Sneathia spp), quello dei nati da cesareo è più simile al cutaneo materno (Staphylococcus, Corynebacterium e Propionibacterium spp). Questa differenza persiste anche in età adulta, mostrandosi con differenze nel microbiota fecale tra i due gruppi. Si apprezzano differenze tra nati pretermine e a termine, tra svezzati con latte materno e in polvere. A livello cerebrale, il microbiota di topi “germ-free” (senza microbiota) sembra influenzare principalmente il metabolismo steroideo e altri pathway di biosegnaletica. Il sistema serotoninergico, il cervelletto e l’ippocampo sono le strutture più sensibili a questi cambiamenti, mentre l’ipotalamo sembra relativamente resistente.
Il ruolo del microbiota è così importante sin dalla nascita che già alcuni clinici hanno iniziato a tamponare i neonati da cesareo con un mix di flora microbica prelevata dalla vagina materna. Esiste anche una prassi terapeutica detta “trapianto fecale” in via sperimentale per trattare alcune patologie gastrointestinali.

In alcuni casi, questi microrganismi (per la maggior parte batteri, ma anche virus e funghi) possono diventare patogeni opportunisti. Da una normale situazione fisiologica, in caso di un’alterazione dell’equilibrio interno può accadere che i batteri trovino un terreno florido per crescere ed espandersi. Ad esempio, durante una terapia antibiotica può capitare che il vostro microbiota intestinale sia disregolato dal farmaco, per cui si consiglia di prendere dei fermenti lattici. Non è un caso che quando le nostre difese immunitarie calino, a volte possa apparire il “mughetto”, ovvero una marcata colonizzazione orale da Candida. Allo stesso modo, quando ci tagliamo, la ferita viene immediatamente colonizzata dai batteri commensali della pelle, data l’immediata scomparsa delle barriere tra il compartimento esterno e interno del corpo.

Alcune patologie neurologiche importanti possono essere spiegate attraverso un modello che preveda un ruolo importante del microbiota.

I disordini dello spettro autistico (ASD, perché l’autismo come malattia unica e fissa non esiste) sono un gruppo di patologie del neurosviluppo molto complicate da diagnosticare e poco conosciute. Sebbene esista un’importante componente genetica, pare che il 50% della neurobiologia di base di questa patologia sia attribuibile a fattori non ereditari. Per esempio, una grande maggioranza dei pazienti con ASD presenta disturbi gastrointestinali, avvalorando un ruolo per il microbiota nella patogenesi. Si è visto che il microbiota orale alterato può aiutare a distinguere i bambini autistici da un gruppo di controlli sano.

La sindrome di Parkinson (PD) è una patologia neurodegenerativa tristemente famosa per il classico tremore dei pazienti. Si sa, ormai, che molto spesso questi sintomi motori possono essere preceduti da disfunzioni del tratto gastroenterico. Anche in questa patologia, sembra che il microbiota dei pazienti sia alterato. Un recente e interessante studio con PET è stato condotto da Knudsen et al. su pazienti con disordini del sonno REM caratteristici delle fasi prodromiche del PD e pazienti con PD confermata: i ricercatori giungono alla conclusione che la PD inizialmente colpisce i nervi periferici autonomici e poi si muove verso il cervello. Se pensiamo che il sistema gastroenterico è molto connesso a questa branca del sistema nervoso, qualche lampadina si sta accendendo in testa. Sono poi stati fatti altri studi su pazienti con vagotomizzazione e PD (taglio del nervo vago, uno dei principali legami tra intestino e cervello), ma è difficile trarre conclusioni certe. Un legame di fondo, comunque, sembra esistere.

La sindrome di Alzheimer (AD) è una patologia oggi molto conosciuta anche dal grande pubblico. Ne esistono varie forme e sottotipi. Ultimamente, però, varie ricerche stanno dando enorme importanza nella patogenesi dell’AD all’infezione da HHV (Human Herpes Virus, sembra soprattutto i serovar 1, 2, 6A e 7). Finora si è pensato che la proteina mal-ripiegata (noi, cioè, la produciamo “ordinata”, ma poi cambia forma) chiamata beta-amiloide fosse la causa della patologia, ostacolando la comunicazione tra i neuroni e “intasando il traffico” del cervello. Non si conosceva, però, cosa causasse il mal-ripiegamento (o misfolding). Alcuni studi stanno mostrando come la beta-amiloide, in realtà, potrebbe essere prodotta in risposta a un’infezione da HHV per rallentare il diffondersi del microbo. Misfolding protein si trovano anche nel Parkinson (alfa-sinucleina) e nelle encefaliti spongiformi (o malattie da prioni): secondo alcuni studiosi anche questi potrebbero essere causati da infezioni.

Toh e Allen-Vercoe ci dicono che sarebbe opportuno considerare il microbiota gastrointestinale come un “organo-ecosistema” per poter meglio comprendere l’eziologia di varie malattie. Così come si è schematizzata l’attività cerebrale tramite network, sarebbe possibile fare la stessa cosa con le colonie microbiche che ci abitano. Certo, i numeri sono più imponenti e le tecniche di indagine forse meno accurate di quelle disponibili per il cervello, per cui la strada è ancora lunga. Nel proprio piccolo, ognuno può cercare di mangiare meglio, non vivere in una metropoli super-inquinata, non fumare (il fumo influenza, ovviamente, il microbioma orofaringolaringeo). Tutto questo per fare pace con il nostro coinquilino.

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